รัศมีอะตอม
ขนาดอะตอมหาได้จากเทคนิคทาง
x-ray diffraction และ microwave spectroscopy
ถ้าอะตอมเรียงตัวอย่างมีระเบียบแบบชิดกันมากที่สุด
ขนาดของอะตอมจะหาได้จากความสัมพันธ์ ดังนี้
ขนาดของ 1 อะตอม =
ปริมาตรของ 1 โมล =
จากแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
อะตอมมีขอบเขตที่ไม่แน่นอน ระยะระหว่างนิวเคลียสถึงผิวอะตอมมีค่าไม่คงที่
ทำให้หาขนาดของอะตอมที่แท้จริงไม่ได้ จากแบบจำลองของอะตอมตามทฤษฎีของโบร์
อิเล็กตรอนในไฮโดรเจนอะตอมอาจมีพลังงานได้หลายค่า
ขนาดอะตอมของไฮโดรเจนจึงขึ้นอยู่กับว่าอิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานใด
ถ้าอยู่ในระดับพลังงานสูง จะอยู่ห่างจากนิวเคลียสมาก ขนาดอะตอมจะใหญ่
และถ้าอยู่ในระดับพลังงานต่ำ จะอยู่ใกล้นิวเคลียส ขนาดอะตอมจะเล็ก
ดังนั้นจึงทำให้หาขนาดของอะตอมที่แท้จริงไม่ได้
ในทางปฏิบัตินิยมบอกขนาดอะตอมด้วยรัศมีอะตอม
โดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลอะตอมคู่ หรือ อะตอม 2 อะตอมที่อยู่ชิดกัน
โดยแบ่งรัศมีอะตอมเป็น 3 ประเภท
ก. รัศมีโลหะ (metallic radii)เนื่องจากโลหะมีการจัดเรียงอะตอมแบบชิดกัน
รัศมีอะตอมโลหะจึงหาได้จากความยาวพันธะโลหะหารด้วย 2 หรือระยะระหว่างนิวเคลียสของโลหะ
2 อะตอมหารด้วย 2
ข. รัศมีโคเวเลนต์ (covalent radii)ได้จากความยาวของพันธะโคเวเลนต์หารด้วย
2 หรือ ระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอม 2 อะตอมที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์หารด้วย 2
เช่น ความยาวพันธะของ Cl - Cl = 198 พิโคเมตร (pm)
เพราะฉะนั้นรัศมีโคเวเลนต์ของ
Cl = 198/2 = 99 พิโคเมตร
ค. รัศมีวันเดอร์วาลส์ (van der wall radii)ได้จากความยาวระหว่างนิวเคลียสของอโลหะ
2 อะตอม ที่ไม่เกิดพันธะกันหารด้วย 2 เช่น
รัศมีวันเดอร์วาลส์ของ Cl = 155 พิโกเมตร
จะเห็นได้ว่าโลหะมีรัศมีอะตอมชนิดเดียวคือ
รัศมีโลหะ แต่อโลหะมีรัศมีอะตอม 2 ชนิดคือ รัศมีโคเวเลนต์และรัศมีวันเดอร์วาลส์
ซึ่งในอะตอมชนิดเดียวกันรัศมีวันเดอร์วาลส์จะยาวกว่ารัศมีโคเวเลนต์
ตาราง เปรียบเทียบความยาวของรัศมีอะตอมระหว่างรัศมีโคเวเลนต์และรัศมีวันเดอร์วาลส์ของโลหะบางชนิด
ธาตุความยาวของ
|
รัศมีโคเวเลนต์(pm)
|
รัศมีวันเดอร์วาลส์(pm)
|
H
O
Cl
P
S
|
37
73
99
110
104
|
120
140
155
180
190
|
ดังนั้นการกล่าวถึงรัศมีอะตอมจึงควรอ้างถึงด้วยว่าเป็นรัศมีอะตอมชนิดใด
และการเปรียบเทียบขนาดอะตอมจะต้องใช้รัศมีอะตอมประเภทเดียวกันด้วย
อย่างไรก็ตามการบอกค่ารัศมีอะตอมโดยทั่วไป จะหมายถึง
รัศมีโคเวเลนต์ซึ่งรัศมีโคเวเลนต์สามารถหาได้จาก ความยาวของพันธะโคเวเลนต์ดังกล่าวมาแล้ว
และถ้าตั้งสมมติฐานว่ารัศมีของอะตอมหนึ่งๆ ในโมเลกุลใดๆ มีค่าเท่ากัน
จะสามารถหารัศมีอะตอมของธาตุต่างๆ ได้ เช่น
ก. ในโมเลกุลไฮโดรเจน
ความยาวพันธะของ H - H = 72 pm
เพราะฉะนั้นรัศมีอะตอมของ
H = 74/2 = 37 pm
ข. ในโมเลกุล HCl
ความยาวพันธะของ H-Cl = 136 pm
รัศมีอะตอมของ H = 37 pm (จาก ข้อ ก.)
เพราะฉะนั้นรัศมีอะตอมของ
Cl = 137 - 37 = 99 pm
ค. ในโมเลกุล CCl4
ความยาวพันธะของ C-Cl = 176 pm
รัศมีอะตอมของ Cl = 99 pm (จาก ข้อ ข.)
เพราะฉะนั้นรัศมีอะตอมของ
C = 176 - 99 = 77 pm
ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดอะตอมกับตารางธาตุ
พิจารณารัศมีอะตอมของธาตุต่างๆ
ในตารางธาตุดังต่อไปนี้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น